【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】25220102 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線誘発突然変異 / ノックインマウス / トランスジェニックメダカ / 体細胞突然変異 / 生殖細胞突然変異 / 遺伝影響評価 / 環境変異原 / ゲノム解析 / 環境 / 遺伝子 / 突然変異 / 放射線 / リスク評価 / GFP / in vivo / 組織幹細胞

【研究成果の概要】

個体内で起こる体細胞や生殖細胞の突然変異を、生体内の組織構築の「場」を壊すことなく検出する事をモデル動物にて実現した。これにより、放射線や環境変異原の暴露により生じる細胞の突然変異リスクについて、被ばく後の時間と組織内の三次元的情報を加えて計測することが可能となった。本システムは、組織をすりつぶしてDNAを抽出するといった従来法に対しては革命的である。我々の方法は、体内で起こる細胞の突然変異を生きたまま観察することを可能とし、組織幹細胞の突然変異とその増殖動態を明らかとした。今回作製したHPRTdupGFPマウスは公的バンクにも登録され、世界中に配布される。商業的利用に関しては特許も取得した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2013-05-31 - 2018-03-31

【配分額】182,650千円 (直接経費: 140,500千円、間接経費: 42,150千円)

【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】21310041 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 / 軟X線 / EPR / DNAラジカル / APサイト / 塩基除去修復酵素 / モンテカルロシミュレーション / 不対電子種 / 突然変異 / 塩基損傷 / 電子常磁性共鳴装置 / トラック構造 / DNA損傷 / クラスターDNA / シンクロトロン放射 / 塩基除去修復 / 分子動力学法

【研究成果の概要】

クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有なラジカル生成反応があることなどを見出した。これらの成果は国内外の会議で発表するとともに、25報の論文として発表した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】21241016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線 / 突然変異 / メダカ / マウス / 細胞死

【研究成果の概要】

放射線によるDNA損傷に対しては、DNA修復機構と細胞周期チェックポイント制御機構、損傷をもつ細胞を安全に排除するためのアポトーシス機構が協調して働いている。これに関わる遺伝子機能の多く同定されているが、個体レベルでの突然変異生成の組織特異性や、栄養条件や環境条件により放射線誘発突然変異生成にどのような差が生じるかについては今後の課題である。本年度は、個体内の生細胞を最終的対象するための解析モデルを作製することを目的として、以下の成果をえた。
1)TetO-GFP/tetRシステム細胞モデルの作製
tetracyclin operatorをプロモーター内に持つCMV-tetO-GFPユニットとTet repressorを導入したマウスとメダカ培養細胞(random integration)を作製した。フローサイトメーターを用いた実験から細胞の自然突然変異率と放射線誘発性の突然変異について計算する手法を開発した。
2)ストレス応答を可視化するメダカ系統の作製
ストレス誘導のかかるp21遺伝子のゲノム配列を解析し、発現制御領域を同定した。このプロモーターで制御されるGFP遺伝子を導入した培養細胞株を樹立し、放射線での発現誘導を確認した。
3)遺伝子維持機構不全突然変異体メダカ系統の作製
8-oxoGを除去するDNAグリコシラーゼ遺伝子であるOGG1遺伝子をノックアウトしたメダカを作製した。
これらの成果は、本年度採択された基盤S研究で有効に活用される予定である。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2009

【配分額】20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)

【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】21221003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線 / 突然変異 / メダカ / マウス / 細胞死 / 生殖細胞 / 咽頭歯 / DNA修復

【研究成果の概要】

放射線の生物影響を真に理解するには、分子から細胞レベルの知見から生体内のネットワークとしての組織応答を知ることが必要である。本研究では、新規改変遺伝子導入技術を利用して、放射線影響の可視化定量評価の系をマウス及びメダカで開発した。さらにメダカで細胞増殖能の高い組織の放射線照射後の応答を評価し、マウスとは異なる新規の応答を見いだした。マウスでも胎児期の腸では、成体と異なり、放射線照射後もアポトーシスが誘発されないで、増殖制御が進行するという報告があり、メダカ成体との共通性が示唆される。これによりゲノム損傷ストレスに対する脊椎動物に普遍的な応答解明の基盤が構築された。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2009-04-01 - 2015-03-31

【配分額】99,190千円 (直接経費: 76,300千円、間接経費: 22,890千円)

【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】18310038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線 / 動物 / 遺伝学 / ストレス / 遺伝子 / 細胞・組織 / メダカ / 突然変異 / 魚類

【研究成果の概要】

放射線高感受性ric1細胞は、DNA2本鎖切断の修復が遅延しており、γ線による断片化を伴う細胞死が起きない。緑色蛍光蛋白質(GFP)遺伝子を生殖細胞特異的に発現するric1系統を用いたところ、卵割期にすでにric1生殖細胞は、放射線高感受性であり、生殖腺移行後に孵化率に影響を及ぼさない線量に対して大きな性差があることも分かった。また、酸化損傷修復に関わるOGG1遺伝子の突然変異ホモ接合体メダカを作製した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】17,820千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 2,520千円)